前言

在之前的文章中，我們介紹了可以進行信號放大的共射級放大電路、在文章中提到了電路中的Re為反饋電阻，當負載發生變動時，Re會及時的進行反饋，從而穩定輸出電壓。

那么如果輸入端被干擾，產生輸入電壓的波動又會怎樣呢？

我們來做下仿真實驗。（仿真軟件的版本和資源我貼在文章末）

通過實驗我們可以看到由于加入了輸入噪聲，在輸入端即使沒有信號輸入，也產生了較大的噪聲，這在某些長距離信號傳輸時是非常明顯的！

如何解決這個問題呢？這就引出了今天的主題差分方法電路。

在介紹原理之前，我們還是先看下大電路的仿真結果。在實際應用中差分電路通常會使用雙絞線，會最大程度上將干擾轉化為共模干擾。在下圖的仿真中加入的便是共模干擾↓

通過實驗結果我們可以看到:面對同樣的輸入干擾，差分電路的輸出干凈了許多，很強的抗干擾能力就是差分電路的特點，這就得益于差分的概念。

差分電路的概念

該電路的輸入端是兩個信號的輸入，這兩個信號的差值，為電路有效輸入信號，電路的輸出是對這兩個輸入信號之差的放大。

設想這樣一種情景，如果存在干擾信號，會對兩個輸入信號產生相同的干擾，通過二者之差，干擾信號的有效輸入為零，這就達到了抗共模干擾的目的。

差分放大電路的原理

在分析差分放大電路時，我們還是采用動態分析和靜態分析兩種分析方法。

靜態分析

=>在上圖的差分電路中，使用±5V進行供電，在的基極添加偏置電 R7/R3，來保證Q1、Q5的基極在無信號輸入時確定為０V，發射極為-0.7V。由于Q1、Q5處于完全對稱的關系所以，Iq5e = iq1e、iq2e = 2*iq1e。

=>R8、R9、Q2組成了恒流源電路，由于Q2的Vbe不變，則無論差分輸入何種信號，一直會保持住恒定的Iq2e。當差分信號P的電平大于N的電平時，Iq5e的電流會增大，與此同時Iq1e的電流會動態的減小，那么R5和R1流過的電流不同，則電壓形成差值，產生波形的輸出。

=>Q5、Q1的E級電流我們還是按照典型值設置為2mA左右，這是通過R6設置的，由于Q2的VE為2.5V-0.6V=1.9V，則R6設置為1K就可以將Q5、Q1的靜態Ie設置為1mA左右。

=>至此我們大概的講述了電路的工作原理，和靜態電流的設置，放大倍數和其他概念我們再動態分析中繼續介紹↓

動態分析

進行動態分析時，我們還是要先畫出等效電路↓

由于三極管的Rbe通常為600-1000歐姆，遠遠小于10K，所以

Uid ≈ 2ib1*Rbe1

Uod = -2Ic1*2.2K

則放大倍數A≈β*（2.2K / Rbe1）≈ 200

通過剛才的計算放大倍數約為200倍，通過實際測量確認，此電路的放大倍數確實為200倍左右↓（0.05V -> 10V）

如果使用單端輸出，那么放大倍數也會變為100倍，這一點也可以通過剛才的動態分析輕松知道。

通過等效模型也可以輕松的知道，當差分輸入，雙端輸出時的輸入電阻與輸出電阻。

輸入電阻=10K +10K = 20K ;

輸出電阻=2.2K+2.2K = 4.4K ;

差分電路中的共模抑制比

為了綜合考察差分電路對差模信號的放大能力和對共模信號的抑制能力，引入指標共模抑制比Kcmr。

其定義為：Kcmr = | Ad/Ac |。（差模放大倍數/共模放大倍數）

其值越大，那么電路性能越好，在仿真和理論計算中，Kcmr都為無窮大，在應用需要實際測量和計算才知道，以后有機會的話會實際測給大家看。

結束

差分放大電路作為一個基本放大電路，常常出現于各類電子設計中，近些年來由于IC的大規模應用，它出現的身影越來越少了，不過沒關系，重要的是我們要學習差分放大電路中的一些概念和對電路的理解，盡量學習其思想，差分電路的概念在485/422等電路中都有應用，這是我們做硬件所離不開的，所以差分電路的概念一定要好好理解。

貼上仿真軟件的版本與下載鏈接，需要的同學自取↓

附上multisim 14.0 網盤鏈接，內附PJ方法

https://pan.baidu.com/s/15NvcyeKIgk-COlvoDIfz0A

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